Гидроаккумулятор - принцип работы, устройство, схема, расчет, установка, подключение

Какой нужен гидроаккумулятор для систем водоснабжения

Из всех существующих видов гидроаккумуляторов для водоснабжения подробно рассмотрим работу двух, которые обычно используются в системах водопровода индивидуальных домов.

Баллонные гидроаккумуляторы

Представляют с собой толстостенную емкость, внутри которой находится эластичный баллон из каучука, заполненный водой. Пространство между баллоном и стенками емкости заполнено воздухом под определенным давлением. При наполнении баллона давление воздуха внутри бака растет, при падении давления воды в сети (открытии крана) воздух «выдавливает» воду из из баллона, восполняя недостаток ее в системе. Общее давление при этом в системе падает, но постепенно, «сглаживая» резкие перепады давления между включениями насоса.

Мембранные гидроаккумуляторы

Принцип действия такого устройства аналогичен баллонному. Разница только в конструкции: мембранный бак разделен на две части, между которыми установлена эластичная герметичная мембрана. Одна часть емкости заполнена водой, другая — воздухом. При заполнении емкости давление воздуха растет, при падении давления сжатый воздух «выдавливает» воду в систему.

Замеряем показатели давления

Сделать это можно с помощью манометра, которым измеряют давление в шинах автомобиля, если в комплекте не было «родного» прибора

Важно, чтобы он имел как можно более минимизированную шкалу измерения. Замеры делают в пустом гидроаккумуляторе путем подцепления манометра к ниппелю бака. Если уровень превышает допустимый, воздух должен быть спущен, если не дотягивает, необходимо подкачать

После этого переходим к регулировке реле. Здесь важно сверить фактическую величину давления в баке с цифрой, указанной в техническом паспорте

Если уровень превышает допустимый, воздух должен быть спущен, если не дотягивает, необходимо подкачать. После этого переходим к регулировке реле

Здесь важно сверить фактическую величину давления в баке с цифрой, указанной в техническом паспорте

Процедура эта проста. Можно воспользоваться тем же манометром, который устанавливают на горловину пустого гидроаккумулятора. Далее включить насосную станцию и подождать пока давление в баке не увеличится до максимального уровня, в результате чего станция отключится. После этого сравниваем показатели манометра с цифрами, прописанными в техпаспорте. Если они не совпадают, значит, необходима ручная регулировка реле.

Оптимальное давление воздуха

Чтобы бытовая техника работала нормально, давление в гидробаке обязано находиться в интервале 1,4-2,8 атм. Для лучшей сохранности мембраны необходимо, чтобы давление в системе водопровода на 0,1-0,2 атм. превышало давление в баке. Например, если внутри мембранного бака давление составляет 1,5 атм., то в системе оно должно быть 1,6 атм.

Именно это значение и следует выставить на реле водяного давления, которое работает совместно с гидроаккумулятором. Для одноэтажного загородного дома такая настройка считается оптимальной. Если же речь идёт о двухэтажном коттедже, давление придется повышать. Для расчета его оптимального значения применяют следующую формулу:

Vатм.=(Hmax+6)/10

В этой формуле V атм. – оптимальное давление, а Hmax – высота наиболее высоко расположенной точки водоразбора. Как правило, речь идёт о душе. Чтобы получить нужное значение, следует высчитать высоту нахождения лейки душа относительно гидроаккумулятора. Полученные данные вводятся в формулу. В результате расчета будет получено оптимальное значение давления, которое должно быть в баке.

Обратите внимание, что полученное значение не должно превышать максимально допустимые характеристики для прочих бытовых и сантехнических приборов, иначе они попросту выйдут из строя. Если говорить о независимой системе водоснабжения дома упрощенно, то её составными элементами являются:

Если говорить о независимой системе водоснабжения дома упрощенно, то её составными элементами являются:

насос,
гидроаккумулятор,
реле давления,
обратный клапан,
манометр.

Последний элемент используется для того, чтобы можно было оперативно контролировать давление. Постоянное нахождение его в системе водоснабжения не обязательно. Он может быть подключен только в тот момент, когда производятся тестовые замеры.

Как видите, именно на этой схеме манометр не отображен, но это не значит, что он вообще не нужен. Просто его включат в момент выполнения контрольных замеров

При участии в схеме поверхностного насоса, гидробак монтируют рядом с ним. Обратный клапан при этом устанавливают на всасывающем трубопроводе, а остальные элементы образуют единую связку, соединяясь между собой с помощью пятивыводного штуцера.

Пятивыводное устройство безупречно подходит для этой цели, поскольку имеет выводы различных диаметров. Входящий и исходящий трубопроводы и некоторые другие элементы связки могут соединяться со штуцером с помощью американок, чтобы облегчить профилактические и ремонтные работы на отдельных участках водопровода.

Впрочем, этот штуцер можно заменить кучей соединительных элементов. Но зачем?

На этой схеме порядок подключения хорошо виден. Когда происходит подключение штуцера к гидроаккумулятору, необходимо удостовериться в герметичности соединения

Итак, к насосу гидроаккумулятор подключается следующим образом:

один дюймовый вывод присоединяет сам штуцер к патрубку гидробака;
к выводам на четверть дюйма подключаются манометр и реле давления;
остались два свободных дюймовых вывода, к которым монтируются труба от насоса, а также разводка, идущая к потребителям воды.

Если в схеме работает поверхностный насос, то соединять с ним гидроаккумулятор лучше с помощью гибкого шланга, имеющего металлическую обмотку.

К тем частям, которые заканчиваются муфтами, будут присоединяться труба от насоса и разводка водопровода, которая пойдет к потребителям воды

К погружному насосу гидроаккумулятор подключается точно так же. Особенностью этой схемы является местоположение обратного клапана, не имеющее никого отношения к вопросам, которые мы сегодня рассматриваем.

Принцип работы типового гидробака

Разберём, для чего гидроаккумулятор в водопроводной системе, и рассмотрим принцип работы этого устройства. В бытовой водопроводной сети должно иметься определённое давление, обеспечивающее функционирование бытовых приборов и сантехнических устройств.

Например, стиральные автоматы или посудомоечные машины будут действовать только при определённом показателе напора в сети. То же можно сказать и о бытовой сантехнике: для нормальной работы смесителей душа, джакузи или унитаза необходимо наличие давление в водопроводной системе. Оно создаётся самостоятельно, под действием гравитационных сил, если в доме выполнена верхняя разводка с расположением расширительного бака для воды в верхней точке здания.

Тогда жидкость, подчиняясь силе тяжести, самостоятельно стекает в систему, создавая в ней определённый напор. Но чаще встречается конструкция автономного водопровода с нижней разводкой. В этом случае вода подаётся в дом снизу, и для создания давления в трубопроводе необходима работа вспомогательных агрегатов.

Рассмотрим, как работает гидроаккумулятор, более подробно. Гидробак подключается к водопроводу после сетевого насоса. При закачке им внутридомовой системы из скважины или колодца, вода изначально поступает в гидроаккумулятор, заполняя его. После этого, по достижении в системе установленного показателя давления, насосное оборудование автоматически отключается. Вся дальнейшая ответственность за поддержание необходимого уровня напора в домашнем трубопроводе ложится на гидробак.

Подача воды из гидробака в домовой водопровод обеспечивается внутренним давлением, создающимся внутри устройства сжатым воздухом. При включении сетевого насоса, бак заполняется из скважины, и находящийся внутри него, в отдельной камере, воздух начинает сжиматься. В результате в гидробаке создаётся давление, достаточное для поддержания необходимого напора в домовом водопроводе.

Когда включается источник водопотребления – душ, стиральная или посудомоечная машина, – давление воды в сети падает. Вода из бака, под действием сжатого воздуха и силы упругости растянутой мембраны, начинает поступать в домовую водопроводную систему. Когда показатель давления достигает необходимого уровня, система уравновешивается, и подача прекращается.

Данная последовательность действий повторяется всё время, пока внутри гидробака имеется необходимое количество воды. Как только она подходит к концу, и устройство не может более обеспечивать необходимый уровень давления в водопроводе, включается сетевой насос, заполняя бак водой из скважины.

Сетевой насос работает в паре с манометром и реле. Когда вода в ёмкости бака подходит к концу, и внутреннее давление падает, датчик запускает его в работу. Вода из скважины заполняет ёмкость аккумулятора до той поры, пока давление в нём не достигнет положенного значения. После этого реле отключает питающий насос.

5 Unipump 2л.

Размер расширительного бака подбирают в зависимости от среднего потребления воды. Чем он больше, тем чаще вы можете пользоваться водой без включения насоса, а системе не придется греть проточную воду и тратить на это много энергии. Но если у вас нет такой необходимости, и воду вы используете редко, например, при установке в дачный домик, то и переплачивать не имеет смысла. Можно купить самый маленький гидроаккумулятор, который будет справляться со своими задачами не хуже своих более крупных собратьев.

Перед нами самый маленький расширительный бак объемом всего 2 литра. Он не требует крепления к стене или полу, и прекрасно держится непосредственно на трубе. Выдать большое количество горячей воды он, конечно, не сможет, и основная функция здесь — обеспечение безопасности и работоспособности системы. Он предотвращает появление воздушных пробок в контуре, а также облегчает работу насосу, которому уже не требуется поддерживать постоянное давление в системе. За него это делает гидроаккумулятор, при этом, не затрачивая ни одного ватта вашей электроэнергии.

10 Зубр ЗРД

Гидроаккумулятор – полностью механическая система. В нем нет электроники, а увеличение давления в контуре обеспечивается за счет мембраны, толкающей воду и инертного газа, закачанного в полость бака. Но и тут не обходится без электроники. Например, в системе используется специальное реле. При падении давления в баке, на реле поступает сигнал об этом, и оно передает его насосу. Тот включается, и начинает нагнетать воду в бак.

Именно реле является самой слабой частью системы гидроаккумулятора, и даже лучшие приборы рано или поздно выходят из строя. К счастью их замена не составляет труда, и лучше сразу купить более дорогой и качественный вариант, как тот, что представлен здесь. Это реле от известного российского бренда, самого высокого качества и по привлекательной цене. Для дома этот прибор незаменим, так как служит он очень долго и не требует замены в течение многих лет

Конечно, стандартные реле тоже нечасто выходят из строя, но если у вас в доме это все-таки произошло, обязательно обратите внимание на этот продукт

Принцип работы гидроаккумулятора

Работа всех гидроаккумуляторов построена на едином принципе – мембранная камера с водой, изготовленная из полимерного материала, со всех сторон окружена воздухом, закачанным под определенным давлением, регулируемым специальным датчиком.

Поэтому давление жидкости в мембранной камере, а значит и во всей системе домашнего водопровода всегда стабилизируется воздушной прослойкой. Это значит:

Система домашнего водопровода на 100% защищена от гидравлических ударов разного рода, поскольку оборудована датчиком, который открывает регулирующий клапан, стравливающий избыточное давление.
При незапланированном отключении электричества, у пользователя всегда есть запас 50-100 литров воды, в зависимости от емкости, для обеспечения жизнедеятельности.
Датчик уровня жидкости в емкости, подключенный к реле включения насоса, подающего воду в систему, настроен таким образом, что включает подающий воду насос только при необходимости. Это, во-первых, снижает расход электроэнергии, во-вторых, повышает долговечность деталей насоса.
Вода в емкости гидроаккумулятора не имеет соприкосновения с водой, поэтому замена металлического бака никогда не потребуется в связи с его износом от коррозии.

Все эти показатели обеспечивают бесперебойную работу системы домашнего водопровода.

Правила эксплуатации

После завершения монтажа прибора, его нужно обслуживать с учетом того, для чего нужен гидроаккумулятор в системе водообеспечения домовладения. Не менее одного раза в течение месяца нужно проверять состояние настроек у реле давления и если требуется, корректировать их.

Также нуждается в проверке целостность мембраны, состояние корпуса резервуара и герметичность мест соединений. Чаще всего в напорных баках выходят из строя мембраны – происходит их разрыв. Постоянно повторяющиеся циклы, состоящие из сжатия-растяжения, являются причиной повреждения данного элемента.

О том, что мембрана порвана, говорят резкие перепады показаний на манометре, в результате чего вода начинает поступать в воздушную секцию гидроаккумулятора. Чтобы быть уверенным в наличии поломки, из резервуара полностью стравливают воздух. Если следом за ним начнет вытекать вода, это говорит о необходимости замены этого элемента.

Выполнение такого ремонта не является сложным, для чего поступают следующим образом:

гидроаккумуляторный бак отключают от электропитания и водопровода;
отвинчивают болты, удерживающие горловину емкости;
удаляют прежнюю мембрану;
устанавливают новое изделие;
собирают бак в обратном порядке;
прибор устанавливают на место и подключают.

После завершения ремонта нужно проверить и отрегулировать настройки давления в резервуаре и реле давления. Соединительные болты закручивают равномерно, чтобы не допустить перекоса устанавливаемой мембраны и чтобы ее край не сполз внутрь корпуса прибора.

При этом поступают так: болты помещают в гнезда и поочередно делают пару оборотов первого из них и переходят к следующему. В итоге мембрана получается одинаково прижатой к корпусу вдоль всей окружности.

Разобравшись с тем, зачем для водоснабжения гидроаккумуляторы, и каких бывают типов, можно отправляться за покупкой

Подключение гидроаккумулятора

Перед подключением гидроаккумулятора к системе необходимо измерить в нем давление. Этот параметр необходим для установки реле срабатывания датчика давления.

На заводе в баке устанавливается 1,5 Атм. Для этого можно использовать автомобильный манометр при отсутствии другого. Для замера этого параметра в нижней части гидробака (от 100 литров) есть специальный вход.

При использовании насоса поверхностного типа, установите его около гидробака. Обратный клапан устанавливается на подающем воду трубопроводе.
Установку всех устройств, необходимых для работы гидроаккумулятора лучше производить, используя для обвязки в схеме пятивыводной штуцер.
Наличие выводов с разными диаметрами делает его использование незаменимым при установке гидроаккумулятора в водопроводной системе.

Пятивыводной штуцер

Но это необязательное требование. Кто-то любит делать все по старинке, используя фитинги и обрезки труб.

Схема подключения гидроаккумулятора к насосу и системе водоснабжения

Схема подключения

После установки гидроаккумулятора нужно установить оптимальное рабочее давление в системе водоснабжения и отрегулировать срабатывание реле. Нормальную работу бытовой техники обеспечивает давление 1,4-2,8 Атм. Для сохранения мембраны, давление в системе должно быть больше, чем в гидробаке на 0,1-0,2 Атм.

Например, если давление в гидробаке 1,5 Атм, то показатель этого параметра в системе водопровода должен быть не менее 1,6 Атм. Для регулировки реле используется это значение, оно оптимальное для водоснабжения небольшого одноэтажного коттеджа.

Если дом больше – два или три этажа, для него потребуется повысить давление в гидробаке, делая расчет оптимального давления с помощью формулы: V=(H+6)/10, где Н – значение самой высокой в доме точки водоразбора. Вставив его в формулу, можно узнать какое давление необходимо установит в гидробаке.

Вот основные моменты, которые надо учитывать при прокладывании трубопровода и монтаже гидроаккумулятора в домашний водопровод. Правильная установка – залог долгой и исправной работы всей системы водоснабжения.

Видео: Какой объем гидроаккумулятора нужен для дома ?

Устройство и принцип работы

От обычного накопителя гидроаккумулятор отличает более сложное устройство, которое заметно расширяет его функционал.

Он состоит из:

металлического корпуса;
внутренней мембраны;
ниппеля;
патрубка для воды.

Мембрана разделяет емкость на две части, одна предназначена для воды, а во вторую подкачивают воздух или инертный газ. В результате жидкость внутри устройства находится под определенным давлением. Это позволяет регулировать напор воды в системе.

О том, для чего нужен гидроаккумулятор, сможет рассказать каждый, кто хотя бы раз сталкивался с проблемой низкого напора в системе. Иногда задачу решают с помощью повышающего насоса, но ГА – более эффективный вариант.

Внутри гидроаккумулятора находится мембрана¸ которая разделяет устройство на две части: для воды и для воздуха, поэтому ГА также называют мембранным баком

Его устанавливают в системе после насоса на наружном или внутреннем водопроводе, конкретная схема зависит от характеристик системы. Вода поступает в емкость и накапливается там, при этом благодаря мембране внутри создается давление, необходимое для нормальной эксплуатации автономного водоснабжения с безотказной подачей воды в краны.

Обычный накопитель не гарантирует подходящих характеристик давления для водопровода, так как напор создается только из-за разницы в высоте расположения точки забора воды и емкости с водой. А вот с ГА не нужно поднимать бак на чердак или эстакаду, так как можно подкачать воздух, чтобы создать желаемый напор.

Современная техника, например, машинка-автомат, гидромассаж, джакузи, посудомоечная машина, способна функционировать только при нормативных значениях давления в водопроводной сети. Да и обычный душ удобнее принимать, когда поток воды достаточно сильный, а не течет слабой струйкой.

Гидроаккумулятор обязательно используют в комплекте с реле давления, которое управляет насосом, подающим воду из скважины, колодца и т.п., и манометром, предназначенным для контроля и отслеживания рабочих параметров независимого водоснабжения.

Реле давления и манометр нужны для автоматизации работы насоса¸ а фильтры очищают воду от ненужных примесей и защищают гидроаккумулятор от повреждений

Реле настраивают таким образом, чтобы по достижении выбранного пользователем давления насос включался и отключался. Когда в гидроаккумулятор наберется достаточное количество воды, и давление достигнет максимальной заданной точки, насос выключится. Этот показатель по понятным причинам называют давлением отключения.

В процессе использования воды давление в баке постепенно уменьшается. Когда оно достигает минимального заданного значения (это так называемое давление включения), насос начинает работать. Вода поступает в емкость, давление растет, достигает предела, после чего насос отключается.

Затем вода снова убывает из бака, когда хозяева дома открывают кран, давление падает, реле запускает насос и т.д. Если исключить из этой цепочки ГА и реле, насосное оборудование будет включаться каждый раз при открывании крана. Такое использование дорогостоящей техники нерационально, поскольку ресурс ее работы ограничивается определенным количеством включений-выключений.

Гидробак может поставляться как отдельный агрегат или в составе насосной станции. В первом случае его подключают к погружному насосу через реле давления

Кроме того, насос подает воду стремительно, что может обернуться таким явлением как гидроудар. Для водопровода этакие нагрузки нежелательны, они могут повредить трубы. А гидроаккумулятор – это прочное устройство, которое станет буфером и защитит систему от нежелательного воздействия.

Наконец, гидробак позволяет создать некоторый запас воды. Даже при отсутствии электроэнергии какое-то время можно будет пользоваться водой, хранящейся в ГА. Конечно, это не такой большой запас, как в накопителе, но и он может оказаться очень полезным.

Правильная настройка нового устройства

Новый гидробак следует проверить на то, каков уровень его внутреннего давления. Предполагается, что он должен составлять 1,5 атм. Но в процессе транспортировки изделия от места производства до склада и во время хранения могла произойти утечка, снизившая на момент продажи этот важный показатель. Проверить давление можно, сняв колпачок на золотнике и выполнив замеры.

Для измерения давления можно использовать манометры разных видов:

Электронные. Это дорогие приборы. На результат их работы может оказать влияние температура и заряд батареи.
Механические. Выпускаются в корпусе из металла, называемые по-другому автомобильными. Если этот прибор успешно прошел проверку, то лучше него не найти. Чтобы получить наиболее точное значение, поскольку измерять нужно будет всего-то 1-2 атм., лучше купить прибор с большим количеством делений на измерительной шкале.

Недорогие насосные станции и насосы-автоматы чаще всего укомплектовываются манометрами в пластиковом корпусе. Погрешность в показаниях таких китайских моделей слишком велика.

Если в баке будет меньший объём воздуха, чем нужно, его место займет вода. Это повлияет на напор воды в водопроводе. При высоком давлении и напор постоянно будет высоким. Большее давление обеспечит меньший запас воды в мембранной груше, поэтому насосу придется чаще включаться. Если света не будет, запаса воды может не хватить на все нужды.

Поэтому-то иногда разумнее будет пожертвовать давлением для достижения других важных целей. Впрочем, ниже рекомендованных значений давление лучше не снижать, как и не превышать предельных характеристик. Недостаток давления может привести к контакту поверхности груши с корпусом бака, что нежелательно.

Для измерения давления можно использовать разные устройства, но оптимальным является относительно недорогой автомобильный манометр с корпусом из металла и достаточно развернутой шкалой результатов замеров

Название	Характеристики	Стоимость
АКВАБРАЙТ ГМ-80 В	Бак на 80 литров производства России, рабочее давление составляет 10 атмосфер, максимальная температура – 99 градусов	3 500 рублей

Ultra-Pro вертикальный (Zilmet)	Бак с объемом 100 литров, имеет упрочненную мембрану, способную работать с агрессивными составами воды. Рабочее давление до 10 атмосфер, максимальная температура – 99 градусов, вертикальное расположение.	12 000 рублей

Гидроаккумулятор SPERONI AV 100	Емкость накопителя 100 литров, максимально допустимое давление – 10 атмосфер, максимальная температура – 99 градусов. Эта модель выпускается в горизонтальном и вертикальном исполнении. Мембрана изготовлена из высокопрочной пищевой резины.	14 400 рублей

Гидроаккумулятор вертикальный Джилекс пл./фл. 100л.	Бак емкостью на 100 литров и рабочим давлением до 9 атмосфер. Характеризуется высоким качеством и долговечностью при невысокой стоимости. Обладает надежной мембраной. Фланец сделан из пластика.	5 400 рублей


Гидроаккумулятор VCF-36L, вертикальный	Бак небольшой емкости, предназначен для использования в паре с насосами малой мощности. Объем бака – 36 литров, рабочее давление до 8 атмосфер. Характеризуется высоким качеством материала и долговечностью работы.	4 000 рублей

Гидроаккумулятор: принцип работы, устройство, схема, расчет, установка, подключение